JP2006326622A

JP2006326622A - 積層したアルミニウム箔の抵抗溶接方法

Info

Publication number: JP2006326622A
Application number: JP2005152012A
Authority: JP
Inventors: Hidemasa Nagamine; 秀政長嶺
Original assignee: NAG SYSTEM CO Ltd
Current assignee: NAG SYSTEM CO Ltd
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-05-25
Also published as: JP4206400B2

Abstract

【課題】積層したアルミニウム箔を抵抗溶接することができる積層したアルミニウム箔の溶接方法を提供する。
【解決手段】積層したアルミニウム箔１に予め小孔２を穿設し、アルミニウム箔１の酸化被膜Ｘを小孔内面３に沿って除去する。その後、抵抗溶接機の電極Ｅを小孔２を中心とする被圧着域Ａに押圧しつつ、電極Ｅに通電し、抵抗溶接を行なう。
【選択図】図５

Description

本発明は、積層したアルミニウム箔の抵抗溶接方法に関する。

従来、コンデンサや電池の電極には、アルミニウム、鉄、銅、銀等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、アルミニウム箔は、容量を増やすために複数のシート体（箔）を積層させるにあたり、相互に溶接するのが困難とされていた。すなわち、積層したアルミニウム箔を相互に抵抗溶接しようとすると、アルミニウム箔の酸化被膜が絶縁膜となり、電流が流れにくい。そして、電流は、抵抗の小さい方へ流れるので、溶接予定部位を外れて流れ易く、爆飛が発生するという欠点があった。また、溶接部にずれを生じるという欠点があった。
特開平８−２７３９８７号公報

解決しようとする課題は、積層したアルミニウム箔を抵抗溶接することができない点である。

そこで、本発明に係る積層したアルミニウム箔の抵抗溶接方法は、積層したアルミニウム箔に予め小孔を穿設し、該アルミニウム箔の酸化被膜を該小孔内面に沿って除去し、その後、抵抗溶接機の電極を上記小孔を中心とする被圧着域に押圧しつつ、該電極に通電し、抵抗溶接を行なう方法である。
また、各アルミニウム箔の厚さ寸法ｔを10μｍ≦ｔ≦50μｍに設定するとともに、小孔の直径寸法ｄを 0.1mm≦ｄ≦ 1.0mmに設定した方法である。

また、積層したアルミニウム箔を予め局部的にプロジェクション加工にて塑性小凸隆部を形成して該アルミニウム箔の酸化被膜を薄くし乃至亀裂を生じさせ、その後、電極を上記塑性小凸隆部を中心とする被圧着域に押圧しつつ、該電極に通電し、抵抗溶接を行なう方法である。
また、各アルミニウム箔の厚さ寸法ｔを10μｍ≦ｔ≦50μｍに設定するとともに、上記プロジェクション加工を、最先端部が縮径円錐形状又は半球形状に形成されている突起形成具にて行なう方法である。
また、上記抵抗溶接時に、上記アルミニウム箔に端子用板片を積層させつつ通電して、積層した該アルミニウム箔と該端子用板片を溶接する方法である。

また、端子用板片に予め小突出部を形成し、その後、積層したアルミニウム箔に上記端子用板片を重ね合わせ、上記小突出部を中心とする被圧着域を押圧して該アルミニウム箔の酸化被膜を薄くし乃至亀裂を生じさせた状態下で、電極に通電し、抵抗溶接を行なう方法である。
また、アルミニウムのアニール小片を、上記小孔、又は、上記塑性小凸隆部の反対小凹窪部に対応して、重ね合わせてから上記抵抗溶接を行なう方法である。

本発明の積層したアルミニウム箔の抵抗溶接方法によれば、積層したアルミニウム箔を抵抗溶接することができる。特に、容易かつ確実に、仕上がりの美しい抵抗溶接を行なうことができる。

図１〜図７は、本発明の第１の実施の形態を示す。すなわち、この積層したアルミニウム箔の抵抗溶接方法は、まず、図１に示すようにアルミニウム箔を積層させる。図１では、簡略化して６枚のアルミニウム箔１を積層させたものを図示したが、実際には、10枚〜 100枚程度のアルミニウム箔１を積層させる（図２〜図５・図７についても同様に簡略化して示す）。各アルミニウム箔１の厚さ寸法ｔ（図３〜図７参照）を10μｍ≦ｔ≦50μｍに設定する。厚さ寸法がｔ＜10μｍの場合、コンデンサや電池電極として強度上及び製作上問題がある。また、厚さ寸法ｔが50μｍ＜ｔの場合、所定の容量のコンデンサ等を製造する際に必要なアルミニウムの量が多くなり、無駄が生じる。

次に、図２〜図４───図４（Ａ）は積層したアルミニウム箔１の穿孔後の状態を示し、図４（Ｂ）はその要部拡大断面正面図である。───に示すように、積層したアルミニウム箔１に予め穿孔針Ｎにて小孔２を穿設し、アルミニウム箔１の酸化被膜Ｘを小孔内面３に沿って除去する。すなわち、電流を集中的に流すための電流の通り道Ｒを作る。

小孔２の直径寸法ｄを 0.1mm≦ｄ≦ 1.0mmに設定する。直径寸法ｄがｄ＜ 0.1mmの場合、穿孔針Ｎが細過ぎて、穿孔するのが困難になる。直径寸法ｄが 1.0mm＜ｄの場合、抵抗溶接後に小孔２が完全に塞がらない虞れがある。

次に、図５〜図７に示すように、抵抗溶接機（図示省略）の電極Ｅ，Ｅを小孔２を中心とする被圧着域Ａに（積層したアルミニウム箔１をサンドイッチ状に）押圧しつつ、電極Ｅに通電し、抵抗溶接を行なう。この抵抗溶接時に、アルミニウム箔１に金属製端子用板片Ｂを積層させつつ通電して、積層したアルミニウム箔１と端子用板片Ｂを溶接する。電流は、図５及び図６の矢印Ｙに示すように、上記電流の通り道Ｒを流れる。

図７に示すように、抵抗溶接後の小孔２の直径寸法Ｄは、 1.0mm≦Ｄ≦ 2.0mmに設定する。直径寸法ＤがＤ＜ 1.0mmの場合、溶接が不十分である虞れがある。直径寸法Ｄが 2.0mm＜Ｄの場合、抵抗溶接時間が必要以上に長過ぎる虞れがある。

図８は、第２の実施の形態を示す。孔開具Ｈ（例えば、ポンチ）によって、積層したアルミニウム箔１に予めバーリング形状の小孔２を穿設する。

図９は、第３の実施の形態を示す。積層したアルミニウム箔１を予め局部的にプロジェクション加工（突起形成加工）にて塑性小凸隆部 100を形成してアルミニウム箔１の酸化被膜Ｘを薄くし乃至亀裂を生じさせる。このプロジェクション加工は、最先端部Ｇが縮径円錐形状又は半球形状に形成されている突起形成具Ｔにて行なう。その後、電極Ｅ（図５参照）を塑性小凸隆部 100を中心とする被圧着域Ａに押圧しつつ、電極Ｅに通電し、抵抗溶接（プロジェクション溶接）を行なう。

図10・図11は、第４の実施の形態を示す。端子用板片Ｂに予め小突出部Ｚを形成する。その後、積層したアルミニウム箔１に端子用板片Ｂを重ね合わせ、小突出部Ｚを中心とする被圧着域Ａを押圧してアルミニウム箔１の酸化被膜Ｘを薄くし乃至亀裂を生じさせた状態下で、電極Ｅに通電し、抵抗溶接を行なう。

図12は、第５の実施の形態を示す。積層したアルミニウム箔１に予め小孔２を穿設し、アルミニウム箔１の酸化被膜Ｘ（図４（Ｂ）参照）を小孔内面３に沿って除去する。その後、アルミニウムのアニール小片Ｙ（アルミニウムの焼鈍材）を、小孔２に対応して、重ね合わせてから、抵抗溶接機の電極Ｅを小孔２を中心とする被圧着域Ａに押圧しつつ、電極Ｅに通電し、抵抗溶接を行なう。アニール小片Ｙの平面視形状は、例えば、１辺 2.5mm以上 5.0mm以下の正方形とする。

第６の実施の形態を説明する。図９に示すように、積層したアルミニウム箔１を予め局部的にプロジェクション加工にて塑性小凸隆部 100を形成してアルミニウム箔１の酸化被膜Ｘを薄くし乃至亀裂を生じさせる。その後、図示省略するが、アルミニウムのアニール小片Ｙを、塑性小凸隆部 100の反対小凹窪部10に対応して、重ね合わせてから、電極Ｅ（図５参照）を塑性小凸隆部 100を中心とする被圧着域Ａに押圧しつつ、電極Ｅに通電し、抵抗溶接を行なう。

なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、抵抗溶接時に端子用板片Ｂを積層させず、積層したアルミニウム箔１のみを相互に抵抗溶接するも良い。また、積層させるアルミニウム箔１の枚数は、増減自在である。本発明によって製造されたアルミニウム箔１の積層体は、例えば、コンデンサや電池の電極に用いられるが、これらの用途に限定されない。

以上のように、本発明は、積層したアルミニウム箔１に予め小孔２を穿設し、アルミニウム箔１の酸化被膜Ｘを小孔内面３に沿って除去し、その後、抵抗溶接機の電極Ｅを小孔２を中心とする被圧着域Ａに押圧しつつ、電極Ｅに通電し、抵抗溶接を行なうので、積層したアルミニウム箔１を抵抗溶接することができる。特に、集中箇所に電流を流すことができて、容易かつ確実に、仕上がりの美しい抵抗溶接を行なうことができる。
また、各アルミニウム箔１の厚さ寸法ｔを10μｍ≦ｔ≦50μｍに設定するとともに、小孔２の直径寸法ｄを 0.1mm≦ｄ≦ 1.0mmに設定したので、アルミニウム箔１を製造しやすく、かつ、所定の容量のコンデンサ等を製造する際に必要なアルミニウムの量を適切とすることができる。

また、積層したアルミニウム箔１を予め局部的にプロジェクション加工にて塑性小凸隆部 100を形成してアルミニウム箔１の酸化被膜Ｘを薄くし乃至亀裂を生じさせ、その後、電極Ｅを塑性小凸隆部 100を中心とする被圧着域Ａに押圧しつつ、電極Ｅに通電し、抵抗溶接を行なうので、積層したアルミニウム箔１を抵抗溶接することができる。特に、集中箇所に電流を流すことができて、容易かつ確実に、仕上がりの美しい抵抗溶接を行なうことができる。
また、各アルミニウム箔１の厚さ寸法ｔを10μｍ≦ｔ≦50μｍに設定するとともに、プロジェクション加工を、最先端部Ｇが縮径円錐形状又は半球形状に形成されている突起形成具Ｔにて行なうので、アルミニウム箔１を製造しやすく、かつ、所定の容量のコンデンサ等を製造する際に必要なアルミニウムの量を適切とすることができる。

また、抵抗溶接時に、アルミニウム箔１に端子用板片Ｂを積層させつつ通電して、積層したアルミニウム箔１と端子用板片Ｂを溶接するので、少ない工程数で、確実にアルミニウム箔１と端子用板片Ｂを溶接することができる。
また、端子用板片Ｂに予め小突出部Ｚを形成し、その後、積層したアルミニウム箔１に端子用板片Ｂを重ね合わせ、小突出部Ｚを中心とする被圧着域Ａを押圧してアルミニウム箔１の酸化被膜Ｘを薄くし乃至亀裂を生じさせた状態下で、電極Ｅに通電し、抵抗溶接を行なうので、積層したアルミニウム箔１を抵抗溶接することができる。特に、集中箇所に電流を流すことができて、容易かつ確実に、仕上がりの美しい抵抗溶接を行なうことができる。
また、アルミニウムのアニール小片Ｙを、小孔２、又は、塑性小凸隆部 100の反対小凹窪部10に対応して、重ね合わせてから抵抗溶接を行なうので、アルミニウム箔１が、電極Ｅと固着するのを防止することができる。

積層したアルミニウム箔を示す簡略正面図である。本発明の第１の実施の形態を示す断面正面図である。要部拡大断面正面図である。断面正面図であって、（Ａ）は端面断面正面図、（Ｂ）は要部拡大端面断面正面図である。断面正面図である。要部拡大端面断面正面図である。断面正面図である。第２の実施の形態を示す断面正面図である。第３の実施の形態を示す断面正面図である。第４の実施の形態を示す断面正面図である。電極に通電している状態を示す断面正面図である。第５の実施の形態を示す断面正面図である。

符号の説明

１アルミニウム箔
２小孔
３小孔内面
10 反対小凹窪部
100 塑性小凸隆部
Ａ被圧着域
Ｂ端子用板片
ｄ直径寸法
Ｅ電極
Ｇ最先端部
Ｔ突起形成具
ｔ厚さ寸法
Ｘ酸化被膜
Ｙアニール小片
Ｚ小突出部

Claims

積層したアルミニウム箔（１）に予め小孔（２）を穿設し、該アルミニウム箔（１）の酸化被膜（Ｘ）を該小孔内面（３）に沿って除去し、その後、抵抗溶接機の電極（Ｅ）を上記小孔（２）を中心とする被圧着域（Ａ）に押圧しつつ、該電極（Ｅ）に通電し、抵抗溶接を行なうことを特徴とする積層したアルミニウム箔の抵抗溶接方法。
各アルミニウム箔（１）の厚さ寸法（ｔ）を10μｍ≦ｔ≦50μｍに設定するとともに、小孔（２）の直径寸法（ｄ）を 0.1mm≦ｄ≦ 1.0mmに設定した請求項１記載の積層したアルミニウム箔の抵抗溶接方法。
積層したアルミニウム箔（１）を予め局部的にプロジェクション加工にて塑性小凸隆部（ 100）を形成して該アルミニウム箔（１）の酸化被膜（Ｘ）を薄くし乃至亀裂を生じさせ、その後、電極（Ｅ）を上記塑性小凸隆部（ 100）を中心とする被圧着域（Ａ）に押圧しつつ、該電極（Ｅ）に通電し、抵抗溶接を行なうことを特徴とする積層したアルミニウム箔の抵抗溶接方法。
各アルミニウム箔（１）の厚さ寸法（ｔ）を10μｍ≦ｔ≦50μｍに設定するとともに、上記プロジェクション加工を、最先端部（Ｇ）が縮径円錐形状又は半球形状に形成されている突起形成具（Ｔ）にて行なう請求項３記載の積層したアルミニウム箔の抵抗溶接方法。
上記抵抗溶接時に、上記アルミニウム箔（１）に端子用板片（Ｂ）を積層させつつ通電して、積層した該アルミニウム箔（１）と該端子用板片（Ｂ）を溶接する請求項１，２，３又は４記載の積層したアルミニウム箔の抵抗溶接方法。
端子用板片（Ｂ）に予め小突出部（Ｚ）を形成し、その後、積層したアルミニウム箔（１）に上記端子用板片（Ｂ）を重ね合わせ、上記小突出部（Ｚ）を中心とする被圧着域（Ａ）を押圧して該アルミニウム箔（１）の酸化被膜（Ｘ）を薄くし乃至亀裂を生じさせた状態下で、電極（Ｅ）に通電し、抵抗溶接を行なうことを特徴とする積層したアルミニウム箔の抵抗溶接方法。
アルミニウムのアニール小片（Ｙ）を、上記小孔（２）、又は、上記塑性小凸隆部（ 100）の反対小凹窪部（10）に対応して、重ね合わせてから上記抵抗溶接を行なう請求項１又は３記載の積層したアルミニウム箔の抵抗溶接方法。